Quemar una vela podría ser todo lo que se necesita para fabricar una batería de automóvil eléctrica económica pero potente, según una nueva investigación publicada en Electrochimica Acta. La investigación revela que el hollín de las velas podría usarse para alimentar el tipo de batería de iones de litio que se usa en los autos eléctricos híbridos enchufables.

Los autores del estudio, del Instituto Indio de Tecnología en Hyderabad, India, dicen que su descubrimiento abre las posibilidades de utilizar carbono en baterías más potentes, reduciendo los costos de la energía portátil.

Las baterías de iones de litio alimentan muchos dispositivos, desde teléfonos inteligentes y cámaras digitales hasta automóviles e incluso aviones. Las baterías funcionan al tener dos materiales cargados eléctricamente suspendidos en un líquido para producir una corriente. El carbono se utiliza como uno de esos materiales en baterías más pequeñas, pero para mas grande baterías más potentes, como las que se utilizan en los coches eléctricos, el carbono no es adecuado debido a su estructura, que no puede producir la densidad de corriente requerida.

En el nuevo estudio, El Dr. Chandra Sharma y el Dr. Manohar Kakunuri descubrieron que debido a la forma y configuración de las diminutas nanopartículas de carbono, el carbón en el hollín de las velas es adecuado para su uso en baterías más grandes. Y lo que es más, porque el hollín se puede producir rápida y fácilmente, es un enfoque escalable para fabricar baterías.

"Si pones una gota de agua sobre el hollín de las velas, se cae, es una observación que se ha hecho en los últimos años. El material del que está hecho el hollín de las velas, carbón, tambien tiene potencial electrico. Entonces, ¿por qué no usarlo como electrodo? ", Preguntó el Dr. Sharma. autor del estudio del Instituto Indio de Tecnología. "Lo examinamos y vimos que también muestra algunas propiedades electroquímicas excepcionales, así que decidimos probarlo más ".

Cuando una vela arde emite nubes de hollín negro de carbono. Los investigadores observaron el hollín recogido de la punta de la llama de una vela y del centro de la llama y compararon el tamaño, forma y estructura del carbono. Los resultados mostraron que el proceso de combustión forma nanopartículas de carbono que tienen entre 30 y 40 nanómetros de diámetro y están unidas en una red interconectada. También encontraron que el hollín se recuperó de la punta de la llama de una vela, que arde a 1400˚C, tiene menos impurezas como la cera, haciéndolo funcionar mejor como conductor eléctrico.

Luego, los investigadores analizaron la efectividad del hollín como material conductor para usar en una batería. La eficacia de las baterías y los materiales utilizados en las baterías se puede probar mediante una técnica llamada carga-descarga cíclica (CCD). La tasa de carga / descarga refleja la potencia de la batería; cuanto mayor sea la tasa, cuanto más potente sea la batería; Los resultados mostraron que el carbón de hollín de vela se comportó mejor a tasas más altas.

La forma y el tamaño de las nanopartículas de carbono, y la forma en que se unen, significa que el hollín de las velas es un material adecuado para su uso en baterías de automóviles eléctricos. La tecnología no solo es eficiente y rentable, también es escalable. El Dr. Sharma estima que un automóvil híbrido necesitaría diez kilogramos de hollín de carbono, que se depositaría en aproximadamente una hora utilizando velas.

"Generalmente pasamos por alto las cosas más simples; el hollín de las velas no es nuevo, pero solo ahora lo estamos viendo como una fuente potencial de carbono, ", dijo el Dr. Sharma." Estamos muy entusiasmados con los resultados. Este nuevo enfoque es muy fácil y los costos involucrados son mínimos:abarataría la producción de baterías ".

Los investigadores ahora planean desarrollar una batería de hollín de vela para probar más la tecnología. También planean probar materiales híbridos que contienen hollín de velas para ver si pueden convertirlo en un material aún mejor para las baterías.